摘 要：本文介绍了时光科技有限公司的EVM055WR-28-24电动车专用控制器，实现“油、电”混联混合动力汽车的能源分配及通过汽车油门等信号进行调速控制的方案；达到了节能与环保的目的。着重介绍了交流异步电机驱动系统在混合动力电动汽车系统中的工作原理。
一、引言
混合动力汽车是指以动力电池组、燃油发动机、发电机、电动机等动力源组合搭配，实现动力系统的尽可能高效运行，进而减少或不排放有害气体，达到节能环保的目的。自20世纪60年代起，西方发达国家就已经开展了混合动力汽车的研究开发工作。我国也已与20世纪80年代开始，以电力电子为基础的电气传动技术的进步，为混合动力电动汽车的开展提供了先进的物质基础；机电一体化技术的兴起与发展，为燃油汽车这一典型的机械产品向机电一体化方向演变提供了十分丰富的技术经验。时光科技一直跟随着国际、国内的技术演变与进步，参与了《国家高技术研究发展计划（863计划）》的“节能与新能源汽车”专题项目，完成了“车用驱动电机系统关键技术研发”课题，取得了骄人的成果。
为了保证混合动力电动汽车和谐有序发展，国家已创造了一个良好的政策环境、市场环境和消费环境,因为发展混合动力电动汽车对节约能源、缓解环境污染具有重要意义,并且汽车工业是耗油大户，目前我国汽车工业的耗油量占石油消耗的1/4。2004年，我国产油1.7亿吨，进口突破1亿吨，石油消耗量占世界石油消耗量近20%，但GDP只占世界GDP 的4%，在这种情况下，发展取代燃油型交通工具的混合动力电动汽车对我国经济和社会的可持续发展至关重要。另外，汽车业的发展给环境保护带来比较大的压力，混合动力电动汽车废气排量少之又少，噪音污染很小，发展混合动力电动汽车可大大减轻环境污染方面的压力。时光科技的EVM055WR-28-24电动车专用控制器，通过长期的各种测试与检验，达到了国标要求，获得了国家检验机构的权威认证及检测证书，已成功批量应用到混合动力环保、节能型电动汽车系统中，现已在昆明公交线上稳定运营，达到了环保、节能的效果。
二、混合动力电动汽车的特性
汽车是一种在陆地露天运行、结构紧凑、具有车载能源的行走机械，工况复杂。既要能适应高速飞驰、又要能频繁起制动、上下坡快速超车紧急制动；既要能适应雪天、雨天、盛夏严冬、雪后洒盐等恶劣天气条件，又要能承受道路的颠簸振动，还要保证司乘人员的舒适与安全。混合动力电动汽车的核心，是要用电机系统弥补热机推进系统的低效区，实现少排放或零排放的要求，并满足车辆的各项行驶性能、价格指标。据此可将混合动力电动汽车传动系统归纳为以下几点：
（1） 电机额定转速以下大转矩特性，以适应快速起动、加速、负荷爬坡、频繁起停等要求；额定转速以上恒功率输出，调速范围宽以适应最高车速和公路超车等要求。
（2） 车辆运行的不同速度范围内的效率最优化，热机在低速时的效率很低，电机正好可以弥补这一弱点。尤其在城市公交线运营状态，车辆行驶速度不高，频繁的启、制动。在电机进入制动状态时，可利用车辆惯性势能进行发电，回收能量。
（3） 电机驱动系统结构紧凑、坚固、免维护或少维护、抗颠簸振动，具有直接数字、模拟量控制端口和CAN总线接口，方便系统搭配、组合，控制手段多样。
（4）操纵性能符合司机驾驶习惯，运行平稳、乘坐舒适，电气系统保障措施完善。具有可靠的过流、过载、过热、过压、欠压、旋变断线等多种保护功能。司机可通过仪表非常直观地监视电池电量、运行转速、工作电流等，司机也可通过仪表查询故障时的电流、频率、电压及故障原因等，操作及排除故障方便快捷。
三、混合动力电动汽车的系统结构图及其工作原理




工作原理：混合动力系统主要有能源供给系统、电能存储系统、电气驱动系统、动力分配管理系统、机械传动系统五大部分组成。
（1）能源供给系统：由柴油发动机、交流异步发电机、动力电池组组成。
（2）电能存储系统：动力电池组、电池组管理系统组成。
（3）电气驱动系统：由电机驱动器和电动机、发电机组成。
（4）动力分配管理系统：VUC及VUC从CAN总线获得的数据，采集的油门踏板、制动踏板、各种I/O信号等组成。
（5）机械传动系统：将柴油发动机和电动机的转矩输出，通过离合器和后桥减速器送给轮轴。
串联模式：如果电池组电量不足，则启动发动机通过发电机给电池组充电，以保证有足够的电能供给电机驱动系统，通过减速器驱动车辆行驶，柴油发动机和发电机部分通过离合器切断与电动机的同轴状态（如图1所示）。在车辆起动时或在市区公交线运营时，由UCV根据电池组电量情况分配、组合能源供给。电池组单独给电机驱动系统供电，或发动机、发电机组合电池组给电机驱动系统供电。
并联模式：在公路上，中、高速长时间行驶时，离合器接通，由发动机直接驱动后桥、轮轴，此时电机驱动系统作为制动器使用，在刹车时回收部分电能给电池充电。
混联模式：在短时间高速重负载行驶时，电机驱动系统、发电机系统与柴油发动机同时输出转矩，以提高驱动功率，实现快速超车等短时特殊要求。

四、电动机控制系统的组成

在实际应用中，时光车用控制器与交流异步电机配合，具有良好的输出转矩特性、能量回馈功能、保护功能，用于混合动力车发电，发电效率达到90%以上，为混合动力混联方案的实施，提供了便捷支持。
（1）电池组：给电机控制器提供DC336V直流电。
（2）电机控制器：三相异步电机驱动，具有过流、过载、过压、欠压、过热保护等；具有I/O接口、基于CAN2.0B的J1939协议接口、旋转变压器接口（可选）。“所以信号端子都使用了安普防水插座”
（3）三相异步电机及速度传感器：实现矢量控制，通过减速器及后桥驱动车辆行驶。
结束语
时光科技有限公司的EVM055WR-28-24电动车专用控制器，在混合动力电动气车中的成批量使用，达到了节能环保的目的，也标志着已经达到了成熟产品应具有的质量可靠、性能稳定、调试方便、维护简单的要求！用户在使用中非常满意。